Anchura de bus

El ancho de banda de un bus es la cantidad de información que puede transferir por unidad de tiempo. Para calcular este valor, es necesario conocer tres aspectos:

La frecuencia de operación del bus.

El número y tipo de líneas de datos (cuidado, en los buses tradicionales además de estas líneas hay líneas de control para sincronización, arbitraje, etc, que no deben tenerse en cuenta).

El número de transferencias de información que pueden hacerse por ciclo de reloj.

Métodos de Arbitraje

Arbitraje Centralizado: en este esquema un único dispositivo de hardware es responsable de asignar tiempos en el bus. Como característica principal podemos decir que existe Un único dispositivo asigna tiempos de bus denominado controlador del bus, dicho controlador puede estar separado o en el mismo procesador.

Arbitraje Distribuido: En este tipo de arbitraje no existe un controlador central, lo que implica que cada módulo contiene una determinada lógica para controlar el acceso a los módulos que interactúan conjuntamente para compartir el bus.

Arbitraje distribuido por autoselección: Se emplean múltiples líneas de petición de bus, pero ahora cada dispositivo determina de forma independiente si él es el solicitante de mayor prioridad sin necesidad de un árbitro.

Arbitraje distribuido por detección de colisión:Cada dispositivo solicita de forma independiente el bus. En caso de múltiples peticiones simultáneas de bus se produce una colisión

Tipo de Buses

Bus de Datos : Este es un bus bidireccional, pues los datos pueden fluir hacia ó desde la CPU. Los m terminales de la CPU, de D0 - Dm-1 , pueden ser entradas ó salidas, según la operación que se este realizando ( lectura ó escritura )

Bus de Control : Este conjunto de señales se usa para sincronizar las actividades y transacciones con los periféricos del Sistema

TIPOS DE BUSES POR SU TECNOLOGIA

Bus Interno: Este mueve datos entre los componentes internos del microprocesador.

Bus Externo: Este se utiliza para comunicar el micro y otras partes, como periféricos y memoria.

Buses ISA: Las siglas significan INDUSTRY STANDARD ARQUITECTURE. Las primeras computadoras personales estaban equipadas con ranuras de 8 bits, que para la velocidad de aquellos procesadores eran suficiente. Actualmente son lentas para los procesadores que existen.

Buses MCA: A medida que los procesadores aumentaron su velocidad, los buses ISA debieron mantener su velocidad para permanecer dentro del estándar, desaprovechando los mayores rendimientos de procesadores y dispositivos.

Buses EISA: Las siglas significan EXTENDED INDUSTRY STANDARD ARQUITECTURE.
Arquitectura estándar industrial extendida. Tiene características de la ISA en cuanto a su compatibilidad pero con la velocidad de MCA es decir, 32 bits.

Linea de control

Las líneas de control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado

Linea de direccion

Las líneas de dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.

Lineas de Datos

Las líneas de datos transmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.

Estructura del Bus

Estructura del bus Constituidos usualmente por entre 50 y 100 líneas. Cada línea se le asigna un significado o una función particular. En todos ellos las líneas se clasifican en tres grandes grupos Línea de datos Línea de direcciones Línea de control

Arquitectura tradicional

La arquitectura tradicional de computadoras y microcontroladores se basa en el esquema propuesto por John Von Neumann, en el cual la unidad central de proceso, o CPU, esta conectada a una memoria única que contiene las instrucciones del programa y los datos. El tamaño de la unidad de datos o instrucciones esta fijado por el ancho del bus de la memoria

Jerarquia de Buses

Por consiguiente, la mayoría de los computadores utilizan varios buses, normalmente organizados jerárquicamente. Una estructura típica se muestra en la figura. Hay un bus local que conecta al procesador a una memoria caché y al que pueden conectarse también uno o más dispositivos locales. El controlador de memoria caché conecta la caché no solo al bus local sino también al bus de sistema, donde se conectan todos los módulos de la memoria principal. El uso de una caché alivia la exigencia de soportar los accesos frecuentes del procesador a la memoria principal. De esta forma, las transferencias de E/S con la memoria principal a través del bus de sistema no interfieren la actividad del procesador.

Modulos elementales

Una computadora esta constituido por un conjunto de unidades o módulos de tres tipos elementales (Procesador, memoria y E/S), que se comunican entre si. En efecto, un computador es una red de módulos elementales. Por consiguiente deben existir líneas para interconectar estos módulos. El conjunto de líneas que conectan los diversos módulos se denomina ESTRUCTURA DE INTERCONEXION. El diseño de dicha estructura dependerá de los intercambios que deban producirse entre los módulos.

Estructuras de Interconexion

La primera de ellas dispone de un bus específico de interconexión procesador/memoria, de forma que todo el tráfico de información entre periféricos y memoria obligatoriamente ha de hacerse a través del procesador. Dado que en un instante determinado solo se puede transmitir una única información a través del bus, solo una unidad (el procesador), puede tener el control del bus del sistema. La ventaja principal de esta estructura es su bajo coste y su flexibilidad para conectar periféricos.

Funcionamiento de E/S

La planificación de E/S o de entrada y salida hace referencia a la organización que realiza un sistema operativo respecto del orden en que las diversas peticiones de lectura y escritura serán ejecutadas. Es decir, la prioridad que otorgará a las distintas unidades de input y output. En todos los casos, pueden enviar señales o procesar información para establecer distintos tipos de comunicación interna y externa. El término entrada y salida o input / output (del inglés) también refiere a la ejecución de acciones u operaciones a través de dichos dispositivos. La mayoría de estos dispositivos permiten tanto la entrada como la salida de datos.

Concepto de Interrupciones

Ciclo de captacion y ejecucion

Ciclo de Instrucción

Un ciclo de instrucción es el período que tarda la unidad central de proceso (CPU) en ejecutar una instrucción de lenguaje máquina. Cada instrucción del juego de instrucciones de una CPU puede requerir diferente número de ciclos de instrucción para su ejecución. Un ciclo de instrucción está formado por uno o más ciclos máquina.

Interfaz del bus

Funcionamiento del Computador

Una Computadora es capaz de realizar gran cantidad de tareas muy complejas, y es allí en donde hace uso de un conjunto de instrucciones, llamadas programas o software, que son las ordenes que la computadora debe procesar mediante el hardware, produciendo una salida de datos en un formato entendible por sus usuarios.